T形鋼連接梁柱節(jié)點的試驗和抗剪計算方法研究

中空夾層鋼管混凝土是在內外兩層同心鋼管之間澆筑混凝土而形成的組合構件，其整體具有截面相對開展、抗彎性能好、自重輕、抗震性能好和耐火性能好的特性[1-2].同時，有研究結果表明[3-4]，高強螺栓T形鋼連接節(jié)點的承載力強、初始轉動剛度大、節(jié)點的彎矩轉角滯回曲線飽滿，抗震性能好.結合上述結構構件的優(yōu)勢，基于對其結構受力性能的系統(tǒng)研究，本文提出了一種新型的梁柱組合節(jié)點，采用中空夾層鋼管混凝土柱、H型鋼梁和鋼筋混凝土樓板通過T形鋼與摩擦型高強度螺栓連接而成.

一般在傳統(tǒng)的框架結構設計中，注重對梁、柱等構件單元的研究，然而，在基于性能的設計方法中，為了更精確地評價結構的整體性能，需要考慮梁柱節(jié)點域剪切變形對結構整體變形分析計算帶來的影響.分析時，有必要建立節(jié)點域剪力剪切變形的計算模型來預測梁柱節(jié)點域的彈塑性力學性能.

因此，本文在4個組合節(jié)點的低周反復荷載試驗研究的基礎上，對其節(jié)點域的抗剪性能進行了全過程分析，建立了節(jié)點域剪力剪切變形全過程曲線計算模型.并根據(jù)疊加原理提出了該類型節(jié)點的抗剪承載力的計算公式，為中空夾層鋼管混凝土框架結構的整體受力性能分析提供了基本參數(shù).

湖南大學學報（自然科學版）2012年第11期何益斌等：T形鋼連接梁柱節(jié)點的試驗和抗剪計算方法研究1 試驗概況

1.1 試件設計

節(jié)點試件整體為十字形，其構造如圖1所示.其中，試件DSR1和DSR2的柱外方鋼管截面為：200 mm×200 mm×6 mm，高強螺栓為M16，T形鋼尺寸為：180 mm×230 mm×16 mm×18 mm；試件DSR3和DSR4的柱外方鋼管截面為：200 mm×200 mm×8 mm，高強螺栓為M20，T形鋼尺寸為：260 mm×230 mm×18 mm×20 mm.試件的柱內圓鋼管截面為：80 mm×5 mm；鋼梁為HM250×175×7×11熱軋H型鋼；鋼筋混凝土樓板寬度為900 mm，栓釘直徑為19 mm，DSR1和DSR2樓板厚度為100 mm，DSR3和DSR4樓板厚度為120 mm.柱鋼管為成品無縫鋼管，T形鋼為板材焊接，采用10.9級摩擦型高強螺栓，樓板鋼筋為HRB335級熱軋鋼筋，材性試驗結果見表1.設計柱軸壓比n=0.3.由圖1可得外力P作用下節(jié)點域所受水平剪力Vj為：